(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘビージャイロ本体と、
前記ヘビージャイロ本体を立軸に回って回転させるように駆動することに用いる駆動装置と、
同期回転可能に前記ヘビージャイロ本体に締め付けられ、側壁にそれぞれ少なくとも２つのローラを持つ複数のローラ群を有する伝送円盤と、
側壁に複数の傾斜溝を持つ回転円盤を有し、各傾斜溝は、前記ローラ群中の対応するローラ群を噛み合わせて、伝送円盤が前記回転円盤の回転を駆動可能にし、且つ各ローラ群は、前記傾斜溝中の対応する傾斜溝の内部側壁に平行する仮想の中心接合線を有し、各仮想の中心接合線と水平面との夾角は、０度を超え４５度未満である発電モジュールと、
を備える発電機。
【請求項２】
前記駆動装置は、前記ヘビージャイロ本体の周囲に設けられるヘビージャイロリングを含む請求項１に記載の発電機。
【請求項３】
前記ヘビージャイロ本体は、第１永久磁石を含み、前記駆動装置は、前記ヘビージャイロリングに取り付けられる第２永久磁石を含み、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石は、それらの間で磁気斥力を発生するように配置される請求項２に記載の発電機。
【請求項４】
前記発電モジュールは、前記回転円盤に接続されて力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置を含む請求項１に記載の発電機。
【請求項５】
前記ローラは、ローリングホイール又はローリングボールである請求項１に記載の発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発電機に関し、特に、ヘビージャイロ本体を有する発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、商業的・産業的活動の高度成長及び安楽な暮らしの需要に伴い、電力に対する要求及び依存性が一層高くなる。現在、電力は、主に、原子力、石炭、石油、ガス、風、地熱、太陽エネルギーから発生される。
【０００３】
地球上のエネルギー資源が絶え間なく消耗されているが、電力消費量は、日々増えていく。そのため、環境的な要求が増えることに対し、環境汚染は悪化している。地球上の限られたエネルギー資源を考慮すると、科学者に対して、新規の代替エネルギーを見つけ出すことは緊急になすべきこととなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、原子力の利用による利害もある。特に、原子力の更なる成長について、長期的な討論が展開されている。水力に関しては、大部分がすでに利用され、また、自然に対する水力の影響が常に批判されるので、その未来もかなり限られる。また、石炭の燃焼による環境汚染及び温室効果も、未解決である。
【０００５】
予見可能な未来のエネルギー不足に直面して、新規の代替エネルギーが見つけ出されない状況で、人間に対するエネルギー危機の影響を軽減するように、如何なる方法及びメカニズムも使って電力を発生することは、非常に重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため、本発明は、高効率で安定な電力を提供する発電機を目的とする。
【０００７】
本発明の上記及びその他の目的によると、発電機は、ヘビージャイロ本体と、駆動装置と、伝送円盤と、発電モジュールと、を備える。駆動装置は、ヘビージャイロ本体を立軸に回って回転させるように駆動することに用いる。伝送円盤は、同期回転可能にヘビージャイロ本体に締め付けられる。伝送円盤は、側壁にそれぞれ少なくとも２つのローラを持つ複数のローラ群を有する。発電モジュールは、側壁に複数の傾斜溝を持つ回転円盤を有する。各傾斜溝は、伝送円盤の対応するローラ群を噛み合わせて、伝送円盤が回転円盤の回転を駆動可能にし、且つ各ローラ群は、対応する傾斜溝の内部側壁に平行する仮想の中心接合線を有する。各仮想の中心接合線と水平面との夾角は、０度を超え４５度未満である。
【０００８】
本発明の上記及びその他の目的によると、別の発電機は、ヘビージャイロ本体と、駆動装置と、伝送円盤と、発電モジュールと、を備える。駆動装置は、ヘビージャイロ本体を立軸に回って回転させるように駆動することに用いる。伝送円盤は、同期回転可能にヘビージャイロ本体に締め付けられる。伝送円盤は、側壁に複数のローラを有する。発電モジュールは、側壁に複数の傾斜溝を持つ回転円盤を有する。各傾斜溝は、伝送円盤の対応するローラを噛み合わせて、伝送円盤が回転円盤の回転を駆動可能にし、且つ各傾斜溝の内部側壁と水平面との夾角は、０度を超え４５度未満である。
【０００９】
開示された別の実施例において、ヘビージャイロ本体は、その上面に設けるギアを更に含む。
【００１０】
開示された別の実施例において、駆動装置は、ギアを噛み合わせる複数のモータを更に含む。
【００１１】
開示された別の実施例において、モータは、立軸に対して対称的に配置される。
【００１２】
開示された別の実施例において、発電モジュールは、回転円盤に接続されて力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置を含む。
【発明の効果】
【００１３】
そのため、ヘビージャイロ本体は、安定した力学的エネルギーの提供に用い、後で伝送円盤及び回転円盤を介して、力学的エネルギーを発電装置に伝送する。エネルギー伝送中のあらゆる処理も機械的な回転運動を採用することによって、エネルギー伝送期間中のエネルギー損失を減少することができる。また、ローラは、伝送円盤において小さな群に集まって、回転円盤の傾斜溝に大きなビッチを持たせて、伝送円盤を回転させている時さえ、発電モジュールの回転円盤が容易に伝送円盤を噛み合わせ、又は伝送円盤から分離することを可能にする。
【００１４】
理解すべきなのは、上記概要と下記詳述の何れも、実例によって説明され、主張した本発明の更なる解釈を提供しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明を添付図面に合わせて更に理解させ、また、前記添付図面を、明細書の一部として、本明細書に引き入れる。図面は本発明の実施例を示し、説明とともに本発明の原理の解釈に用いられる。
【００１６】
【図１】本発明の一好ましい実施例による発電機を示す概略断面図である。
【図２】図１における発電機を示す上面図である。
【図３】図１における回転円盤を示す拡大図である。
【図４】図３における回転円盤を示す側面図である。
【図５】本発明の一好ましい実施例による伝送円盤と回転円盤との操作メカニズムを示す概略側面図である。
【図６】本発明の一好ましい実施例による伝送円盤と回転円盤との操作メカニズムを示す概略平面図である。
【図７】本発明の別の好ましい実施例による発電機を示す概略断面図である。
【図８】本発明の別の好ましい実施例によるヘビージャイロ本体とヘビージャイロリングとの操作メカニズムを示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、詳しくは、本発明の好適な実施例に参照して、本発明の前記好適な実施例の実例を、添付図面に示す。可能な限り、同一の符号は、図面及び説明においては、同一又は類似の素子を表す。
【００１８】
図１は、本発明の一好ましい実施例による発電機を示す概略断面図である。図１に示すように、発電機は、ヘビージャイロ本体１１２と、駆動装置２００と、伝送円盤１４０と、回転円盤１６４と、を備える。
【００１９】
ヘビージャイロ本体１１２は、その上面に軸１１４に対して対称的に配置されるギアリング１８２を含む。ギアリング１８２は、接続リング１１８によってヘビージャイロ本体１１２に締め付けられる。軸１１４は、ヘビージャイロ本体１１２を貫通し、ヘビージャイロ本体１１２の中心軸とする。軸１１４は、立軸であり、つまり、水平地面に垂直する。そのため、ヘビージャイロ本体１１２は、立軸１１４に回って回転する。
【００２０】
軸１１４は、ベース１２０の中心柱１２２から上向きに延びる。ヘビージャイロ本体１１２は、中心腔１１２ａを有する。中心腔１１２ａは、軸受を介して回転可能にベース１２０の中心柱１２２に接続されて、ヘビージャイロ本体１１２が中心柱１２２及び軸１１４に回って回転可能にする。ベース１２０は、ヘビージャイロ本体１１２を堅固に支持して、ヘビージャイロ本体１１２が軸１１４に回って確実に回転可能にすることに用いる。また、支持フレーム３００は、更に、ヘビージャイロ本体１１２の上方に配置されて、軸１１４のトップを位置決める。上記設計の場合、ヘビージャイロ本体１１２は、確実に垂直して回転することができる。
【００２１】
ヘビージャイロ本体１１２は、高密度の材料（例えば、鉛（Ｐｂ））からなることができるため、大質量を持っている。最初、ヘビージャイロ本体１１２の回転を駆動するには、大量のエネルギーが必要である。しかしながら、ヘビージャイロ本体１１２が安定して回転するようになると、ヘビージャイロ本体１１２の回転を維持することに必要なエネルギーは、大幅に減少する。
【００２２】
図２に示すように、駆動装置２００は、操作されて、ヘビージャイロ本体１１２の回転を駆動することができる。この実施例において、駆動装置２００は、３つのモータ２２０を含み、モータ２２０は、ギア１８２に接続されて、エネルギーを提供して、ヘビージャイロ本体１１２の回転を、最初に駆動し又は助力する。モータ２２０は、軸１１４に対して対称的又は均一に配置される。そのため、モータ２２０は、安定にヘビージャイロ本体１１２を駆動して回転させることができ、その提供した力は、実質上同一である。ヘビージャイロ本体１１２の回転を起動させる最初の時期において、ヘビージャイロ本体１１２を満足な回転状況にするために、駆動装置２００は、大きい駆動力を供給しなければならない。この時点、ギア１８２に結合されるモータ２２０は、ヘビージャイロ本体１１２の回転運動を起動させることに用いることができるため、必需な駆動力は減少できる。ヘビージャイロ本体１１２の回転が特定の速度に達すると、外部の自然エネルギー（例えば、風力又は水力）は、ヘビージャイロ本体１１２の回転を維持することに用いられる。
【００２３】
伝送円盤１４０は、ヘビージャイロ本体１１２の下半部に配置され、方向３２０に沿ってヘビージャイロ本体１１２と同期回転可能である。この実施例において、伝送円盤１４０の回転の方向及び速度は、ヘビージャイロ本体１１２の回転の方向及び速度と同じである。伝送円盤１４０の側壁に、それぞれ少なくとも２つのローラを含む複数のローラ群１４２が装着されている。各ローラ群１４２は、回転円盤１６４の対応する傾斜溝１６４ａを噛み合わせて、伝送円盤１４０が回転円盤１６４の回転を駆動可能にする。この実施例において、ローラ群１４２は、ローリングホイール又はローリングボールを含むことができる。
【００２４】
発電機は、回転円盤１６４に同軸上に接続される発電装置１５０を含むことができる。発電装置１５０は、回転円盤１６４の回転メカニズムによって、電気エネルギーを発生することができる。つまり、ヘビージャイロ本体１１２と同期回転する伝送円盤１４０は、回転円盤１６４を駆動して回転させることにより、発電装置１５０は、駆動されて電気エネルギーを発生する。
【００２５】
外部の自然エネルギー（例えば、風力又は水力）をヘビージャイロ本体１１２に入力するために、ヘビージャイロ本体１１２を伝送円盤１４０のトップに位置決める（図１に示すように）ことは一般的であるが、ヘビージャイロ本体１１２を伝送円盤１４０の下方に位置決める（図示せず）場合も操作できる。
【００２６】
図３及び図４に示すように、傾斜溝１６４ａは、回転円盤１６４の側壁に位置し、伝送円盤１４０のローラ群１４２を噛み合わせるように設計される。この実施例において、傾斜溝１６４ａのサイズは、ローラのサイズに合わせるとともに、隣接するローラ群１４２の間のビッチは、隣接する傾斜溝１６４ａの間のビッチに合わせる。ヘビージャイロ本体１１２が伝送円盤１４０の回転を駆動する場合、伝送円盤１４０の各ローラ群１４２は、回転円盤１６４の対応する傾斜溝１６４ａを噛み合わせて、伝送円盤１４０が回転円盤１６４の回転を駆動可能にする。つまり、伝送円盤１４０が方向３２０に沿って回転すると、伝送円盤１４０のローラ群１４２は、回転円盤１６４の対応する傾斜溝１６４ａを順次に噛み合わせて、回転円盤１６４を駆動して方向３３０に沿って回転させることが可能にする（図５に示すように）。そのため、ヘビージャイロ本体１１２は、伝送円盤１４０を介して回転円盤１６４の回転を駆動可能となる。
【００２７】
また、ローラは、伝送円盤１４０において小さな群（つまり、各ローラ群１４２）に集まって、ローラ群１４２及び回転円盤１６４の傾斜溝１６４ａに大きなビッチを持たせて、発電モジュール１６０の回転円盤１６４が容易に伝送円盤１４０を噛み合わせ、又は伝送円盤１４０から分離することを可能にする。伝送円盤１４０を回転させている時さえ、回転円盤１６４が容易に伝送円盤１４０を噛み合わせ、又は伝送円盤１４０から分離することを可能にする。そのため、発電モジュール１６０が損害され、又はメインテナンスが必要となる場合、ヘビージャイロ本体１１２及び伝送円盤１４０が依然として回転している時でも、古びている発電モジュール１６０を伝送円盤１４０から分離して、新しい発電モジュール１６０を伝送円盤１４０に噛み合わせることができる。従って、発電モジュール１６０を取り除き、又は取り付ける場合、高速で回転したヘビージャイロ本体１１２を停止して再起動する必要はなく、これにより、ヘビージャイロ本体１１２の回転を最初に駆動するためのエネルギーを節約する。
【００２８】
図５は、本発明の一好ましい実施例による伝送円盤と回転円盤との操作メカニズムを示す概略側面図である。図６は、本発明の一好ましい実施例による伝送円盤と回転円盤との操作メカニズムを示す概略上面図である。伝送円盤１４０のローラ群１４２が回転円盤１６４の対応する傾斜溝１６４ａを噛み合わせると、隣接するローラ（１４２ａ、１４２ｂ）の間に形成される仮想の中心接合線１４２ｃは、対応する傾斜溝１６４ａの内部側壁１６４ｂに平行となる。この実施例において、ローラ（１４２ａ、１４２ｂ）は、好ましくは、凸弧状の側壁を有することで、ローラ（１４２ａ、１４２ｂ）の傾斜溝１６４ａの内部側壁に接触可能な面積を最少化し、例えば、ローラと傾斜溝の内部側壁とで点接触する。傾斜溝１６４ａの内部側壁と伝送円盤１４０の底面１４０ａ（又は、上面）との夾角θは、０度を超え４５度未満である。夾角θが４５度以上である場合、傾斜溝１６４ａの内部側壁１６４ｂの運動を駆動するローラ１４２ａのエネルギー損失が大幅に大きくなる。この実施例において、伝送円盤１４０の底面１４０ａ（又は、上面）を水平面とすることができる。
【００２９】
代わりの実施例（図示せず）において、伝送円盤１４０の単一のローラ（１４２ａ又は１４２ｂ）（少なくとも２つのローラを含むローラ群ではなく）は、回転円盤１６４の対応する傾斜溝１６４ａを噛み合わせる。回転円盤の対応する傾斜溝を噛み合わせる伝送円盤の単一のローラを使用することによるメリットは、薄い回転円盤（図６に示した回転円盤１６４より薄い）が得られて、回転円盤を製造するための材料が少ないので、回転円盤は、コストが低い。
【００３０】
図７は、本発明の別の好ましい実施例による発電機を示す概略断面図である。図８は、図７に示したヘビージャイロ本体とヘビージャイロリングとの操作メカニズムを示す概略上面図である。この実施例（図７〜図８）は、上記実施例（図１〜図６）と駆動装置の点で異なっている。この実施例において、ヘビージャイロリング１１３を追加して、ヘビージャイロ本体１１２の反時計回転を駆動する。ヘビージャイロリング１１３は、ヘビージャイロ本体１１２の周囲に配置され、つまり、ヘビージャイロリング１１３の直径は、ヘビージャイロ本体１１２の直径より大きい。この実施例において、ヘビージャイロリング１１３は、軸受１１３ｂを介して回転可能に中心軸に接続され、また、軸受１１３ｃを介して摺動可能に支持ベースに接続される。ヘビージャイロリング１１３は、磁気斥力によって、ヘビージャイロ本体１１２を駆動する。特に、ヘビージャイロ本体１１２は、第１永久磁石１１２ｂを含み、ヘビージャイロリング１１３は、第１永久磁石１１２ｂに対応する位置に、第２永久磁石１１３ａを含む。ヘビージャイロリング１１３がヘビージャイロ本体１１２の回転を駆動する前、外部の自然エネルギー（例えば、風力又は水力）、又は少なくとも１つのモータによって、ヘビージャイロリング１１３を駆動して、低速から高速まで回転させる。高速で回転したヘビージャイロリング１１３がヘビージャイロ本体１１２の回転を駆動しようとする場合、第２永久磁石１１３ａ（例えば）を方向１１３ｄに沿って第１永久磁石１１２ｂに近接するように運動させて、第２永久磁石１１３ａと第１永久磁石１１２ｂとの間で磁気斥力を発生して、高速で回転したヘビージャイロリング１１３がヘビージャイロ本体１１２の回転を駆動可能にする。この実施例において、第２永久磁石１１３ａは、リモート制御メカニズムによって、ヘビージャイロリング１１３から、第１永久磁石１１２ｂに近接して摺動することができる。高速で回転したヘビージャイロリング１１３がヘビージャイロ本体１１２の回転を駆動可能にするには、複数組の第１永久磁石と第２永久磁石（１１２ｂ、１１３ａ）が必要となる場合がある。
【００３１】
上記実施例によると、ヘビージャイロ本体は、安定した力学的エネルギーの提供に用い、そして、力学的エネルギーが伝送円盤及び回転円盤を介して発電装置に伝送される。エネルギー伝送中のあらゆる処理も機械的な回転運動を採用することによって、エネルギー伝送期間中のエネルギー損失を減少することができる。また、ローラは、伝送円盤において小さな群に集まって、回転円盤の傾斜溝に大きなビッチを持たせて、伝送円盤を回転させている時さえ、発電モジュールの回転円盤が容易に伝送円盤を噛み合わせ、又は伝送円盤から分離することを可能にする。
【００３２】
当業者であれば、本発明の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができる。上記に鑑みて、前記変更や修正は、特許請求の範囲又はその同等のもの範囲にある限り、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００３３】
１１２  ヘビージャイロ本体
１１２ａ  中心腔
１１４  軸
１１８  接続リング
１２０  ベース
１２２  中心柱
１４０  伝送円盤
１４２  ローラ群
１５０  発電装置
１６０  発電モジュール
１６４  回転円盤
１８２  ギア
２００  駆動装置
２２０  モータ
３００  支持フレーム
３２０、３３０  方向
１４０ａ  底面
１４２ａ、１４２ｂ  ローラ
１４２ｃ  仮想の中心接合線
１６４ａ  傾斜溝
１６４ｂ  内部側壁
θ  夾角
【図１】
0005409879.tif 000002
【図２】
0005409879.tif 000003
【図３】
0005409879.tif 000004
【図４】
0005409879.tif 000005
【図５】
0005409879.tif 000006
【図６】
0005409879.tif 000007
【図７】
0005409879.tif 000008
【図８】
0005409879.tif 000009